智能吸塵機器人設(shè)計方案

　　2．4 逃離行為

　　逃離行為時一種彈道式行為，執(zhí)行三步操作：后退，旋轉(zhuǎn)和前進。該行為具有三個參數(shù)，分別對應(yīng)三步操作的執(zhí)行時間長度：t-backup，t-spin，t-forward。逃離行為以有限狀態(tài)機的方式實現(xiàn)，每個操作對應(yīng)行為的一個狀態(tài)，因此，行為的命令請求完全取決于行為的狀態(tài)。當行為進入某個狀態(tài)的時候，開始為該狀態(tài)進行計時；一旦經(jīng)過了指定的時間，該行為就會轉(zhuǎn)換到下一個狀態(tài)。
逃離行為的初始狀態(tài)為開始狀態(tài)start，此逃離行為不會執(zhí)行任何操作，直到機器人與某物體發(fā)生碰撞后，該狀態(tài)轉(zhuǎn)換為后退狀態(tài)back-up，經(jīng)過t-backup后，后退狀態(tài)結(jié)束，行為開始進入左轉(zhuǎn)spin-lift或者右轉(zhuǎn)spin-right狀態(tài)，這兩種狀態(tài)都能夠控制機器人向相應(yīng)的方向進行t-spin秒的原地旋轉(zhuǎn)操作。當旋轉(zhuǎn)完成后，此時，機器人將會執(zhí)行t-forward秒的前進操作，然后返回至開始狀態(tài)。如圖3所示。

　　2．5 防堵轉(zhuǎn)行為

　　在增益參數(shù)為正值的情況下，蔽障行為能夠在右側(cè)紅外接近傳感器的感知信號有效的控制機器人向左前方行駛；反之相同。按照這種工作方式，蔽障行為能夠使機器人避開所遇到的障礙物。如果增益參數(shù)的值為負值，機器人將會向正對障礙物的方向行駛。增益參數(shù)g的幅值大小決定了機器人運行軌跡的曲率半徑大小。

　　2．6防靜止行為

　　虛擬靜止檢測傳感器只要通過軟件實現(xiàn)即可。機器人在運動時各傳感器的輸出信息都可能在不停地變化，而一旦停止運動，所有傳感器的輸出信息都將保持不變。

　　機器人的功能和運行方式?jīng)Q定了機器人的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

　　2．8 差速驅(qū)動

　　差速驅(qū)動底盤通過控制2個驅(qū)動輪之間的運動差異來控制機器人的整體運動。無論多么復(fù)雜的運動都可以分解為平移運動和原地旋轉(zhuǎn)運動。圖5為差速驅(qū)動模型，描述了2個驅(qū)動輪的速度同機器人曲率半徑之間的關(guān)系，曲率半徑為rL=VLW／(VR一VL)。當兩個驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度完全相同時．半徑rL的值將趨于無窮大，此時機器入沿直線行駛的過程可以理解為機器人沿某個半徑為無窮大的圓的旋轉(zhuǎn)過程；當左輪速度為O時，rL等于0，機器人將會圍繞左輪進行原地旋轉(zhuǎn)操作，此時vL=v，Vr=wW+v；當左右2個輪子的速度相同而符號相反時，機器人將會圍繞著自己的中心位置進行原地旋轉(zhuǎn)(rL=w／2)。差速驅(qū)動機器人可以圍繞2個驅(qū)動輪軸心連線上的任意一點進行旋轉(zhuǎn)操作(包括機器人本體外的點)。負半徑表示機器人沿弧線方向逆時針行駛；正半徑方向表示沿弧線方向順時針行駛。